Biomaterials: biomedical and food properties and applications

- Aprender cómo los principales componentes de los biomateriales contribuyen a sus propiedades.
- Interpretar y evaluar el diseño y caracterización de una amplia gama de propiedades de relevancia para la aplicación y funcionalidad de biomateriales.

Teoría: (20 horas)
Tema 1. Principales características de los biopolímeros. Diferencias entre la estructura de los polímeros sintéticos y los biopolímeros. Aplicaciones de biopolímeros en la industria. Principales áreas de investigación en biopolímeros.
Tema 2. Los alimentos como un ensamblaje de biopolímeros; La pared celular vegetal como fuente de bloques de construcción de biomateriales
Tema 3. Síntesis y caracterización de hidrogeles y aerogeles para aplicaciones alimentarias, tecnológicas y liberación controlada de sustancias activas.
Tema 5. Ensayos mecánicos y visualización de materiales biológicos
Tema 6. Estructura y reología de suspensiones y emulsiones para aplicaciones alimentarias, tecnológicas y liberación controlada de sustancias activas.
Tema 7. Metodologías de análisis in vitro de biomateriales.
Tema 8. Valorizacion de residuos agroalimentarios como fuente de bloques de construcción de biomateriales.
Tema 9. Tecnologías de inmovilización de sustancias activas: Aplicaciones en biomedicina y alimentación.
Tema 10. Biopolímeros y su interacción con sistemas biológicos (medicina regenerativa, liberación controlada de principios activos). Biocompatibilidad. Aspectos regulatorios.


Seminarios: (4 horas)
Prácticas: (25 horas)
Diseño y Síntesis de hidrogeles de polisacáridos (pectinas, alginatos) con aplicaciones en scaffolds y alimentos
Análisis reológicos de suspensiones y emulsiones
Ensayos de propiedades mecánicas de biomateriales
Liberación de sustancias activas de diferentes matrices de biomateriales.

Bibliografía básica
Biomaterials. Ed: V. Migonney (1st Edition). London, England ; Hoboken, New Jersey : ISTE : Wiley, 2014.
Handbook of biomaterials biocompatibility. edited by Masoud Mozafari. Duxford, United Kingdom : Woodhead Publishing, 2020.


Bibliografía complementaria
Hydrogels Used for Biomedical Applications
P. M., Visakh ; Bayraktar, Oguz ; Menon, Gopalakrishnan; Menon, Gopalakrishnan ; Bayraktar, Oguz ; Visakh, P.M. Capítulo de libro en Bio Monomers for Green Polymeric Composite Materials, 2019.
Integrated biomaterials in tissue engineering. Edited by Murugan Ramalingam [et al.]. Editor Hoboken, N.J. : John Wiley & Sons ; Salem, Mass. : Scrivener Pub. 2012.

Resultados del aprendizaje:
Conocimiento (Con01): Identificar y relacionar la estructura y aplicaciones de materiales poliméricos y nanomateriales con aplicaciones biomédicas y agroalimentarias.
Competencia (Comp01): Desarrollar la capacidad de organizar y planificar adecuadamente el trabajo, partiendo de una síntesis y análisis que permitan tomar decisiones; (Comp04): Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos teóricos-prácticos de una forma profesional y sean competentes en el planteamiento/resolución de problemas tanto en contextos académicos como profesionales relacionados con las Biociencias Moleculares.
Habilidad (H/D01):Evaluar como diseñar y caracterizar las propiedades de más relevancia para la aplicación y funcionalidad de los materiales en biomedicina y alimentación. (H/D08): Aplicar los conocimientos adquiridos en la planificación e implementación de proyectos de investigación.

Clases magistrales (20 horas). Durante el desarrollo de las clases se utilizarán medios audiovisuales de apoyo. Asimismo, se contará con el apoyo de explicaciones en el encerado por parte de los profesores de la materia. Al comienzo de cada clase se realizará un breve resumen de lo visto en la clase anterior con el fin de situar a los alumnos en el punto del tema en el que se encuentra.
Seminarios (clases interactivas; 2 h). Realización de actividades complementarias con el fin de profundizar en aspectos tratados en la materia.
Prácticas de laboratorio (12 horas): realización de clases prácticas. Las prácticas constarán de una breve introducción teórica y de un guion de prácticas que los estudiantes podrán emplear a modo de cuaderno de prácticas con los resultados obtenidos durante los experimentos.
Realización de trabajo (Presentación en aula). Los estudiantes realizarán un trabajo que deberán presentar en el aula.
Asistencia a conferencias u otros eventos. Los estudiantes podrán asistir a charlas impartidas por expertos relacionados con la materia. Pueden realizarse de manera presencial o virtual y los estudiantes podrán realizar preguntar al finalizar la sesión.
Tutorías en grupos reducidos (2 horas): las tutorías individualizadas servirán para orientar a los estudiantes sobre cuestiones concretas de la materia y para resolver dudas sobre aquellos aspectos que no hayan quedado claros durante el transcurso de las clases.
Prácticas de campo/salidas de estudios: condicionadas a la posibilidad de financiación.
Todo el material que se emplee en clase estará disponible en la plataforma virtual de la USC.

La calificación de la materia será la suma de las puntuaciones obtenidas en los siguientes apartados: Examen teórico, prácticas de laboratorio y presentación de trabajos.
Examen teórico: 50% de la valoración final. El examen final será un examen único, cuya fecha de realización es asignada por el centro y se conoce, junto con el horario, antes del inicio del curso académico. El tipo de examen será tipo test, de una única respuesta correcta. El tiempo de realización del examen será de 2h. La fecha del examen la establece el centro y es conocida antes del inicio del curso académico. Resultados de aprendizaje evaluados: Con01: Identificar y relacionar la estructura y aplicaciones de materiales poliméricos y nanomateriales con aplicaciones biomédicas y agroalimentarias.
- Prácticas de laboratorio: 20% de la valoración final (obligatorias). Los conocimientos adquiridos se evaluarán mediante un examen escrito que tendrá lugar al finalizar las prácticas. Resultados del aprendizaje evaluados: (Comp01): Desarrollar la capacidad de organizar y planificar adecuadamente el trabajo, partiendo de una síntesis y análisis que permitan tomar decisiones.
-Presentación de trabajos: 30% de la valoración final. Resultados del aprendizaje evaluados: (Comp04): Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos teóricos-prácticos de una forma profesional y sean competentes en el planteamiento/resolución de problemas tanto en contextos académicos como profesionales relacionados con las Biociencias Moleculares. Resultados del aprendizaje evaluados: Habilidad (H/D01):Evaluar como diseñar y caracterizar las propiedades de más relevancia para la aplicación y funcionalidad de los materiales en biomedicina y alimentación. (H/D08): Aplicar los conocimientos adquiridos en la planificación e implementación de proyectos de investigación.
• La puntuación mínima para aprobar la materia lo constituye el aprobado del examen final (2,5 sobre 5). La realización de las prácticas es de carácter obligatorio.
• Se considerará como no presentado (NP), siempre y cuando no se realizara ninguna de las actividades obligatorias evaluables de la materia.
• No caso de no superar la materia en la primera oportunidad, existirá una segunda oportunidad para que el estudiante sea evaluado. En esta segunda oportunidad se mantendrán las cualificaciones obtenidas nos otros apartados para su cualificación final. Del mismo modo, los estudiantes que participasen durante el transcurso de la materia en las actividades de evaluación, conservarán, si así lo desean, las cualificaciones obtenidas en las mismas.
• En caso de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas, será de aplicación el establecido en la “Normativa de evaluación del rendimiento académicos de los estudiantes y de revisión de las cualificaciones”.
• Los estudiantes que pertenezcan a un programa de movilidad o en un programa de deportistas de alto nivel, así como los afectados por razones laborales, de salud graves o por causas de fuerza mayor debidamente acreditadas, tendrán derecho la que en la convocatoria de curso se les evalúe mediante un sistema de evaluación de prueba única. Para eso, deberán comunicar la circunstancia al coordinador de la materia antes del fin del período de docencia presencial.

La materia consta de 4,5 créditos ECTS. El número total de horas de trabajo del estudiante es de 112,5 horas, de las que 76,5 horas se corresponden con horas de trabajo autónomo del alumno. La distribución detallada del tiempo de trabajo del alumno es la siguiente:
Clases magistrales: 20h presenciales.
Seminarios: 2 h presenciales.
Prácticas de laboratorio: 12 h presenciales.
Tutorías en grupo: 2 h presenciales.
Realización de exámenes y revisión: 4 h presenciales.

Se recomienda la asistencia a las clases teóricas y la resolución de dudas en las clases de tutoría.
Se recomienda llevar al día la materia y profundizar en los contenidos utilizando la bibliografía recomendada.
Resulta aconsejable que que el alumno tenga una seria de conocimiento adicionales: dominio del idioma inglés a nivel de lectura y conocimientos de aplicaciones informáticas a nivel usuario, para conseguir un mayor aprovechamiento de la materia.